虚拟实验室漫游系统设计与实现

发布时间：2019-11-03 01:56

【摘要】：虚拟现实技术(Virtual Reality)是一种沉浸式交互技术,它以计算机技术为主,结合三维图形显示、传感,多媒体等多项新兴技术,创造使人产生逼真体验的虚拟世界。虚拟现实技术目前是一项十分热门的技术,处于高速发展的阶段。虚拟漫游技术是虚拟现实技术的一个应用,它可以构建一个虚拟的三维场景,使用户可以像步行参观一个场景一样在虚拟场景中漫步,仿佛置身于真实的场景之中,让用户不需亲临现场,也能感受到场景的魅力。为顺应网络飞速发展的时代潮流,也为实验室提供一个形象的展示空间,本文实现一个虚拟实验室漫游系统,以展示实验室风采,宣传实验室文化。虚拟实验室漫游系统基于OSG(OpenSceneGraph)三维渲染引擎实现。本文首先对OSG的基本理论做了一个简要的介绍,然后完成了虚拟实验室漫游系统的需求分析与模块设计。之后,本文实现了基于OSG的虚拟实验室漫游系统的如下功能:1.场景的加载与显示功能,负责加载场景图形、显示场景模型相关功能。2.场景漫游器功能,负责响应键盘鼠标事件,并完成对应的场景更新渲染,实现场景漫游的效果,在此基础上,实现了场景漫游的实时碰撞检测功能,使系统具有良好的真实感,提升用户体验。3.导航图功能和实时位置信息显示功能,使用户在漫游时可以看到自己在场景中所处的位置,并且能够知道当前位置的房间信息。4.场景中的视频显示功能,将VLC播放器加入到OSG场景中,在场景中完成播放视频的显示屏,并可以播放网络摄像头采集的实时视频流。5.场景的三维显示功能,使虚拟实验室漫游系统可以在裸眼三维显示器中显示,实现裸眼三维漫游效果。最后,对所做工作进行总结,并对虚拟漫游系统的相关研究开发进行了展望。
【图文】：

ｏｓｇ：：ＳｔａｔｅＳｅｔ类派生自ｏｓｇ：：Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｄ类，这样可以更好的实现数据的共享。逡逑因为共享一个０Ｓｇ：：ＳｔａｔｅＳｅｔ类的节点或者可绘制对象基类不需要清理内存空间的逡逑额外代码。其继承关系如下图２－３。逡逑ｏｓｇ：：Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｄ逡逑ｏｓｇ：：Ｏｂｊｅｃｔ逡逑ｒ邋１邋＝逡逑ｏｓｇ：：ＳｔａｔｅＳｅｔ逡逑图２－３邋ｏｓｇ：：ＳｔａｔｅＳｅｔ类继承关系逡逑开发者使用ＯＳＧ开发程序时，设置渲染的状态用到的类是ｏｓｇ＾ＳｔａｔｅＳｅｔ类。逡逑状态设置ＳｔａｔｅＳｅｔ能够被关联到场景中的任何节点和可绘制体上。ＯＳＧ会对状态逡逑设置对象进行自动优化，以实现最小的变化量，有效减少重复设置状态信息的情逡逑况，，提高程序性能。状态设置能够在我们进行场景遍历时，控制与相关属性关联逡逑的内存。由于这些特性，开发者能够为各种场景图像进行设置，使其拥有不一样逡逑的状态。当子树遍历时，ＯＳＧ会进行保存和回复渲染状态等操作。一个场景图逡逑形如果被关联了很多的状态设置，就会消耗系统更多的内存，使ＯＳＧ进行遍历逡逑时需要执行更多工作，影响程序效率，所以，要避免关联不必要的状态设置到场逡逑景图形上。逡逑ＯＳＧ中渲染的状态有渲染属性和渲染模式两种。管理相关的属性参数的变逡逑量就是渲染属性

有了需要的相机节点后，我们还需要将他们很好的组织在一起，将相机的拍逡逑摄内容正确的显示出来，这时就要用到视景器（Ｖｉｅｗｅｒ）。视景器与相机和图形逡逑设备的关系如下图５－１。逡逑２５逡逑
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP391.9

【参考文献】

相关期刊论文 前9条

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本文编号：2554821